本網訊（通訊員 伍建華）铽镓石榴石（Tb3Ga5O12，TGG）在可見及近紅外波段具有較高的Verdet常數、優異的光學性能、高的熱導率和激光損傷阈值，廣泛應用于光纖隔離器和高功率固體激光系統中。TGG單晶在制備過程中會産生氧化镓揮發等問題，難以獲得大尺寸、高質量單晶，近日，我院陳喆博士團隊采用提拉法克服了晶體生長過程中面臨的組分揮發、螺旋生長等難點，制備出了高質量Gd摻雜TGG磁光晶體并研究了其磁光特性，發現了Gd-Tb多順磁離子在石榴石結構晶體中的巨法拉第效應。該工作發表在光學領域權威刊物Optics Letters上，論文題目為“Fabrication and characterization of a gadolinium-doped terbium gallium garnet crystal with an enhanced Verdet constant”。
傳統研究認為在TGG晶體中磁光效應源于具有高磁光活性Tb3+離子4f-5d能級的躍遷，而其他順磁稀土離子（Ce3+、Pr3+、Gd3+等）的磁光性能在TGG晶體中低于Tb3+。該團隊制備的大尺寸Gd3+稀土離子摻雜TGG晶體中具有多磁性活性離子體系，盡管摻雜離子濃度很低，其晶體的核心指标常數（Verdet旋光常數）在405、533 和1064 nm處分别達到583.0、230.1和50.3 rad/(Tm)，比純TGG材料均有大幅度提高，是目前該波段綜合性能較好的磁光晶體。同時，其高的磁光常數和短的紫外截止波長使其有望應用于寬波段磁光器件，對探索新型可見光-中紅外磁光晶體材料具有參考價值。
該工作以77779193永利為第一完成單位，與中科院上海光機所、上海矽酸鹽研究所、俄羅斯應用物理研究所、日本國立聚變科學研究所（NIFS）進行了多方合作，得到了國家自然科學基金項目（NO. 51902128）、湖南省教育廳優秀青年基金（NO. 19B461）的資助。
論文鍊接：https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-47-9-2270&origin=search
（審核責任人：黃勇剛）
